大場金礦熱液鋯石特征研究

魏安軍,邊 飛,馬 曄 宋子升,王海桐 王 軍，張 站，王高強

(大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質學系，陜西 西安 710069) (中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750000)

大場金礦熱液鋯石特征研究

魏安軍,邊 飛,馬 曄 宋子升,王海桐 王 軍，張 站，王高強

(大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質學系，陜西 西安 710069) (中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750000)

大場金礦位于北巴顏喀拉造山帶中段，其成礦作用與熱液活動有密切關系。大場金礦含金石英脈中的鋯石可分為巖漿鋯石和熱液鋯石2大類。準確的區別出不同成因的鋯石對進一步準確確定該礦床的成礦年齡的研究具有重要的意義。通過在掃描電鏡下2類鋯石的陰極發光圖像特征對比以及鋯石微區測試的微量元素特征進行對比，在陰極發光圖像下熱液鋯石形態呈局部溶蝕狀，無環帶或弱環帶，呈半透明到不透明；巖漿鋯石陰極發光顯示較強的發光性和清晰的環帶，陰極發光圖像為灰色、灰黑色。巖漿鋯石的稀土表現為輕稀土虧損，重稀土強烈富集型。稀土配分曲線為左傾式，具有較高的Ce正異常和適度的Eu負異常。熱液鋯石相對巖漿鋯石富集輕稀土，其稀土配分模式比較平坦，輕重稀土分異強度較巖漿鋯石弱。Th/U比值以及Th和U含量明顯高且變化范圍很大。具有弱的Ce正異常，適度Eu負異常。

大場金礦;熱液鋯石;巖漿鋯石特征

北巴顏喀拉造山帶是青海重要的貴金屬成礦帶,其中大場金礦是近年來發現的一個超大型金礦。礦床賦存于三疊紀巴顏喀拉山群淺變質濁積巖系中，其中礦石中含大量的石英細脈為其最明顯的特征，且認為硅質來源于熱液作用。對于礦區的成礦時代已有學者做過相關方面的研究。用含絹云母石英脈Ar-Ar法測得成礦年齡為(218.6 ±3.2)Ma［1］，用含黃鐵礦、方鉛礦、具孔雀石化的石英脈Pb-Pb法測得成礦年齡為187Ma［2］。近年來鋯石定年的準確性已得到公認，尤其是通過熱液鋯石定年能很好地確定熱液作用相關的礦床的成礦年齡，而解決這一問題的關鍵就在能夠準確識別不同成因類型的鋯石。為此，筆者對大場金礦熱液鋯石特征進行了研究。

1 區域地質概括

大場金(銻)礦床發現于20世紀90年代，位于東昆侖東段中南部。在大地構造環境上屬于東昆侖南部北巴顏喀拉造山帶內，與甘德-瑪多斷裂帶相鄰。區內構造演化歷史最早始于海西期，區內三疊紀濁積巖盆地基底是由海西期形成的上二疊統馬爾爭組(P2m)火山巖、碳酸巖夾碎屑巖地層構成的；印支期形成的三疊紀濁積巖盆地為區內主體地層，盆地中有大面積的巴顏喀拉山群砂巖、板巖沉積地層［3］。礦區主體構造為北西-南東向，瑪多-甘德深大斷裂在礦區北東部通過，受其影響，兩側地層中次級羽毛狀斷裂構造及褶皺構造比較發育。主斷裂以及由其衍生的次級斷裂走向為北西-南東，為脆韌性逆斷裂，走向110～290°，多傾向南西，傾角40～60°，是礦區主要的控礦構造。含礦破碎蝕變帶寬1～20m，在走向和傾向上表現為舒緩波狀，構造帶內碎裂巖化粉砂質板巖、碎裂巖化泥質板巖、碎裂巖、斷層泥等發育，并分布有大量石英，呈透鏡狀、細脈狀及網脈狀，破碎程度從斷裂中心向兩側逐漸減弱。金礦化出現在具較強硅化、黃鐵礦化和毒砂礦化部位。礦區內的北東-南西向平移斷層，屬成礦后斷裂，對礦體起破壞作用。

2 大場金礦熱液鋯石特征識別

2.1鋯石形態及陰極發光圖像特征

大場金礦含礦石英脈中的鋯石分熱液鋯石和巖漿鋯石。

1)巖漿鋯石 根據陰極發光圖像顯示，巖漿鋯石大多粒徑在60～100μm。所有巖漿鋯石均可見巖漿振蕩環帶，其中未被熱液改造的巖漿鋯石的環帶清晰，棱角分明，陰極發光圖像亮度比較大。大多數巖漿鋯石雖環帶依舊可見但不太清晰，陰極發光強度較弱，陰極發光圖像呈灰白色、灰色，極個別為暗灰色，這些鋯石應是受熱液作用影響并遭受了較低程度熱液改造的巖漿鋯石。從陰極發光圖像特征來看，大場金礦中的巖漿鋯石都經歷一定的熱液改造，但改造程度并不深，依然表現出巖漿鋯石的特征。

2)熱液鋯石 該地區的熱液鋯石在形成年代上與巖漿鋯石有明顯的區別。熱液鋯石僅個別為完整的顆粒，多數為鋯石碎片，顆粒大小多在100μm以內，顏色為米黃色或黃褐色，半透明至不透明。根據陰極發光圖像特征及鋯石形態將其分為3組：第1組為一顆粒度較小的晶形良好的暗黑色無巖漿環帶鋯石；第2組鋯石由具發光有環帶的核部和暗黑色不發光的邊部組成，晶棱較鋒銳；第3組鋯石磨圓度較高，無巖漿振蕩環帶，有的整體不發光呈黑色，有的則具不規則的不發光區域和發光的亮色區域。該部分鋯石陰極發光圖像具典型熱液鋯石特點［4-7］。

2.2微量元素特征

1)巖漿鋯石 ①稀土含量。巖漿鋯石所有測點的稀土含量在(225～5034)×10-6之間，大多數鋯石的稀土含量在2000×10-6以內，其中3個點稀土含量在(2857～3180)×10-6，整體反映稀土含量較高的特征。輕稀土含量總體較低，重稀土含量總體相對較高(所有測試點重稀土平均含量為1186×10-6)。輕/重稀土比值范圍為0.004～0.131，大多數均小于0.077，平均值為0.045；(Ce/Yb)N的比值范圍為0.001～0.067，大部分測試點的(Ce/Yb)N均在0.22以內，(Ce/Yb)N的平均值為0.017，表現出輕稀土虧損，重稀土強烈富集的特征。(Sm/La)N比值范圍為1～435，平均值為52，具有較高(Sm/La)N比值，表明其稀土配分曲線特征為左傾式。(Lu /Gd)N的比值范圍為6.2～62.9，平均值為27.75，具較高的(Lu/Gd)N比值，指示其球粒隕石標準化配分曲線具有陡立的重稀土富集模型。稀土含量從La至Lu之間急速增加，稀土配分曲線呈明顯的左傾式，具典型的巖漿鋯石特征(見圖1)，并且整體具有較高的Ce正異常和適度的Eu負異常。②Th/U比值以及Th和U含量。Th 的含量在(23.8～834)×10-6，平均為231.2×10-6；U的含量為(52.5～2299)×10-6，平均504.8×10-6，表現出較高的Th、U含量，并且Th/U比值大于0.1，比值分布在0.121～0.85，集中分布在0.35～0.7，平均值0.515，表明這些鋯石并不是變質鋯石而是巖漿鋯石［8］。

圖1 熱液鋯石與非熱液鋯石稀土配分圖

2)熱液鋯石 ①稀土含量。熱液鋯石的稀土含量在(1132～5094)×10-6，平均值含量2769×10-6，稀土含量是石英脈中非熱液鋯石的1～2倍。稀土球粒隕石標準化配分曲線位于巖漿鋯石曲線之上(見圖1)。輕稀土含量在(215～1088)×10-6之間，平均含量為478×10-6，輕/重稀土比值為0.085～0.449，平均比值為0.209。熱液鋯石中稀土含量幾乎高出石英脈中巖漿鋯石中稀土含量一個數量級，輕/重稀土比值約是巖漿鋯石中輕/重稀土比值的3～5倍，說明熱液鋯石相對巖漿鋯石強烈富集輕稀土。La的含量為(16.05～280.7)×10-6，平均含量79.36×10-6，高出巖漿鋯石幾十倍甚至百倍。(Sm/La)N的比值為0.55～1.64，平均0.99，(Lu/Gd)N的比值為9.24～37.9，平均為19.6，(Sm/La)N比值比前述巖漿鋯石小10倍以上，而(Lu/Gd)N比值則比巖漿鋯石小1.5～2倍，表明熱液鋯石與巖漿鋯石相比，其稀土球粒隕石配分曲線的傾斜度遠小于前者，其稀土分配模式比較平坦，輕重稀土分異強度較巖漿鋯石弱(見圖1)。②Th/U比值以及Th和U含量。熱液鋯石的Th/U比值以及Th和U含量明顯高與石英脈中的巖漿鋯石，并且變化范圍很大，U含量最高可達2222×10-6，多數集中在(869～1500)×10-6，平均含量為1427×10-6；Th含量可達2005×10-6，主要集中在(743～1088)×10-6，平均值為1091×10-6；Th/U比值在0.383～1.241，平均值為0.8。Nd、Ta元素含量是石英脈中非熱液鋯石的數十倍。δCe在1.22～1.77，平均值為1.49，其與巖漿鋯石相比小20～30倍，具熱液鋯石的特點［9］；δEu在0.175～0.659，平均值為0.334，表現出弱的Ce正異常和適度Eu負異常。可見該熱液鋯石與前述巖漿鋯石非同一期熱流體中形成，而是形成于完全不同的流體環境中。

2.3不同成因鋯石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相關圖解

熱液鋯石與巖漿鋯石的［w(Sm)/w(La)］N-w(La)和［w(Ce)/w(Ce*)］-［w(Sm)/w(La)］N圖解如圖2所示。從圖2可以看出，熱液鋯石的11個測試點均落在熱液鋯石區。而巖漿鋯石的36個測試點中，有的落在巖漿鋯石區，有的落在兩者的過渡區，其中落在巖漿鋯石區的應為巖漿振蕩環帶清晰、未受熱液改造的巖漿鋯石；落入過渡區的則是環帶不太清晰、遭受輕度熱液改造的巖漿鋯石。此外，熱液鋯石具有低的(Sm/La)N比值，弱的Ce正異常，同時熱液鋯石中La含量遠大于巖漿鋯石及發生輕微改造的巖漿鋯石中的La含量。

圖2 不同成因鋯石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相關圖解

3 結 論

1)陰極發光圖像下，熱液鋯石形態呈局部溶蝕狀，無環帶或弱環帶，呈半透明到不透明；巖漿鋯石陰極發光顯示較強的發光性和清晰的環帶，陰極發光圖像為灰色、灰黑色。

2)巖漿鋯石的稀土表現為輕稀土虧損，重稀土強烈富集型。稀土配分曲線為左傾式，具有較高的Ce正異常和適度的Eu負異常。熱液鋯石相對巖漿鋯石富集輕稀土，其稀土配分模式比較平坦，輕重稀土分異強度較巖漿鋯石弱，其Th/U比值以及Th和U含量明顯高且變化范圍很大，且表現出弱的Ce正異常和適度Eu負異常。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.013

P616.5

A

1673-1409(2012)07-N038-03

2012-04-16

魏安軍(1988-)，男，2011年大學畢業，碩士生，現主要從事礦床學和礦床地球化學方面的研究工作。

［編輯］ 李啟棟